PVAc水乳液的改性研究.doc

PVAc水乳液的改性研究 王志玲1卢晓宁2庄海燕1 (1．济南大学化学化工学院，济南250022；2．南京林业大学术材工业学院，南京210037) 摘要：本文主要综述了国内外对聚醋酸乙烯fPVAc)乳液改性的研究进展。改性方法主要 有与其它单乙烯基不饱和单体和／或双官能团单体共聚、与其它共聚乳液共混、改变保护胶体 PVA的结构、外加反应性交联剂等，以此改善PVAc乳液的耐水耐热性、耐寒性、耐蠕变性、牯 接强度及固化速度等。 关键词：聚醋酸乙烯乳液改性粘接强度耐水性 l 引言 继1909年和1927年，Hofman和Dismore取得聚醋酸乙烯(PvAc)的专利，1930年Starck 和Frendberg发明的以聚乙烯醇(PVA)作保护胶体的PvAc乳液合成方法以来，PVAc乳液的极 大地拓宽了的应用领域，推动了PvAc乳液的工业生产。1950年，日本的锺纺等地实现了 PvAc乳液的工业化生产。我国50年代末开始PVAc乳液的研究工作；60年代初实现工业化 生产；70年代，生产产量和应用领域进一步扩大；80年代脚Ac乳液的生产厂家已发展到 20多个，年产量已达几万吨；90年代，产量进一步递增，1996年达到2l，5万吨，1999年达 到30．8万吨。 2 PVAc乳渡的特点 PVAc乳液生产之所以历史悠久，且产量递增是因为： 2．1成本低廉。应用范围广。PVAc乳液一般是用聚乙烯醇(PvA)作保护胶体，由醋酸乙烯 均聚而得。工艺简单，易操作，而且可根据不同的胶接对象，合理地改变配方以达到所需要 的粘度 ，即使在粘度变化较大的情况下，成本可在3000元～1000元浮动。 2．2无毒、无味、无庸蚀性．无环境污染、无火灾危险，属绿色环保型胶粘剂 2．3使用方便。属典型的单组分热塑性胶粘剂。胶接层的形成是靠水分的挥发来实现的， 因此，一般不用加热或添加固化剂胶合，只要涂敷粘接表面，手压或稍加压，一定时问后即 可达到胶合强度。 2．4 PVAc分子量可以根据箍要相应提高。胶接多孔型性材料时，不透胶，预压性好。乳液 胶层韧性好。硬化后胶层无色透明。 2．5 PVAc乳液性能上也存在着诸多的缺陷。一是耐水性差，即对冷水有一定的耐水性，在 湿热的条件下，粘接强度会有很大下降。PVAc乳液属热塑性胶，软化点在60～80℃，当温 度超过软化点时，粘接强度下降更快。二是耐寒性差，表现在低温条件下，乳液易冻结破乳 发生凝胶而报废，一般PVAc乳液的最佳使用温度仅在20—50％，这给乳液的应用尤其北方 王志玲，挤南大学化学化工学院邮编250022 Enmil：wmg—dfl@yahoo．cam ultl联系电话：13791G02031 ·1408·  地区的储存、运输和应用带来了极大的困难。三是粘接强度不够大，在长时间的静载荷作用 下，胶层会发生滑移，即出现蠕变现象。四是固化速度慢。 随着PVAc乳液应用范围的不断扩大，对其应用性能的要求相应提高，因此，国内外学 者对PVAc乳液进行了很多的改性研究。 3 P似c乳液的改性途径 胶粘剂的粘接作用主要是由胶粘剂分子间的内聚力及胶粘剂与被粘材料的粘接强度决 定，这又完全取决于聚合物的大分子结构。因此PvAc乳液改性的目的就是合理改变PVAe 的大分子结构。 3．1共聚改性PvAc乳液的形成属典型的游离基加聚反应，通过加入少量的其它单乙烯单 体和／或其它双官能团单体与醋酸乙烯共聚，通过改变大分子结构而达到乳液改性的目的。 3．1．1加入软单体共聚。实验表明，具有“硬核软壳”结构及具有高玻璃化温度的乳液粘接 性能差[2]。丙烯酸丁酯是一种软单体，均聚物玻璃化温度为一55。C。而醋酸乙烯的玻璃化温 度为339C，因此，丙烯酸丁酯的加入可降低PvAc乳液玻璃化温度，从而降低最低成膜温 度，粘接强度也得到提高。但是，随丙烯酸丁酯加入量增大，由于在共聚物中“软段”成分增 多，乳胶粒“硬度”降低，分子链缠绕过度，其它性能将会受到影响。例如，丙烯酸丁酯的加 入量为20％时，PVAc乳液干态剪切强度由9．166MPa提高到15．265MPat 。但丙烯酸丁酯的 用量由10％增至30％时，剥离强度由1100N·m。1降至600 N·m_1；储存时间由存放14个月 无凝聚转变成35天后出现凝聚；冻融稳定性实验表明，加入丙烯酸丁酯，20C或一2qc或 一4℃冻16h，加℃复原，而醋酸乙烯乳液在一2℃冻16h复原不好，一4qc冻16}1，不复原“J。 由此说明，丙烯酸丁酯可改善共聚物的柔顺性，起到内增塑作用，可提高共聚乳液的耐寒 性，但考虑乳液的剥离强度、储存稳定性等，对特定的配方和工艺来说，加入量有一最 佳值。 由醋酸乙烯一乙烯(EVA)孚L液共聚是软单体乙烯对醋酸乙烯成功改性的已工业生产的一 个代表。EVA分子